C6163摇杆机械加工工艺规程及钻Φ12孔夹具设计
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C6163
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夹具
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C6163摇杆机械加工工艺规程及钻Φ12孔夹具设计,C6163,摇杆,机械,加工,工艺,规程,12,夹具,设计
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毕业设计说明书题目：C6163零件的工艺规程及钻12H8孔的钻床夹具设计 学 生： 学 号： 专 业： 班 级： 指导老师：摘 要本次设计内容涉及了机械制造工艺及机床夹具设计、金属切削机床、公差配合与测量等多方面的知识。C6163零件加工工艺规程及，钻孔的夹具设计是包括零件加工的工艺设计、工序设计以及专用夹具的设计三部分。在工艺设计中要首先对零件进行分析，了解零件的工艺再设计出毛坯的结构，并选择好零件的加工基准，设计出零件的工艺路线；接着对零件各个工步的工序进行尺寸计算，关键是决定出各个工序的工艺装备及切削用量；然后进行专用夹具的设计，选择设计出夹具的各个组成部件，如定位元件、夹紧元件、引导元件、夹具体与机床的连接部件以及其它部件；计算出夹具定位时产生的定位误差，分析夹具结构的合理性与不足之处，并在以后设计中注意改进。关键词：工艺、工序、切削用量、夹紧、定位、误差。ABSTRCTThis design content has involved the machine manufacture craft and the engine bed jig design, the metal-cutting machine tool, the common difference coordination and the survey and so on the various knowledge.The reduction gear box body components technological process and its the processing hole jig design is includes the components processing the technological design, the working procedure design as well as the unit clamp design three parts. Must first carry on the analysis in the technological design to the components, understood the components the craft redesigns the semi finished materials the structure, and chooses the good components the processing datum, designs the components the craft route; After that is carrying on the size computation to a components each labor step of working procedure, the key is decides each working procedure the craft equipment and the cutting specifications; Then carries on the unit clamp the design, the choice designs the jig each composition part, like locates the part, clamps the part, guides the part, to clamp concrete and the engine bed connection part as well as other parts; Position error which calculates the jig locates when produces, analyzes the jig structure the rationality and the deficiency, and will design in later pays attention to the improvement.Keywords: The craft, the working procedure, the cutting specifications, clamp, the localization, the error目录ABSTRCT3序 言1一：零件的分析21.1零件的作用21.2零件的工艺分析2二. 工艺规程设计32.1确定毛坯的制造形式32.2毛坯的设计32.3基面的选择42.4制定工艺路线62.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定82.6 确定切削用量及基本工时8三、 夹具设计213.1问题的提出213.2定位基准的选择213.3定位元件的设计223.4切削力和夹紧力的计算分析223.5定位误差分析：233.6钻床夹具设计及操作的简要说明24总 结25致 谢27参 考 文 献2829序 言机械制造业是制造具有一定形状位置和尺寸的零件和产品，并把它们装备成机械装备的行业。机械制造业的产品既可以直接供人们使用，也可以为其它行业的生产提供装备，社会上有着各种各样的机械或机械制造业的产品。我们的生活离不开制造业，因此制造业是国民经济发展的重要行业，是一个国家或地区发展的重要基础及有力支柱。从某中意义上讲，机械制造水平的高低是衡量一个国家国民经济综合实力和科学技术水平的重要指标。C6163零件的加工工艺规程及其钻的夹具设计是在学完了机械制图、机械制造技术基础、机械设计、机械工程材料等进行课程设计之后的下一个教学环节。正确地解决一个零件在加工中的定位，夹紧以及工艺路线安排，工艺尺寸确定等问题，并设计出专用夹具，保证零件的加工质量。本次设计也要培养自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既要注意基本概念、基本理论，又要注意生产实践的需要，只有将各种理论与生产实践相结合，才能很好的完成本次设计。本次设计水平有限，其中难免有缺点错误，敬请老师们批评指正。一：零件的分析 1.1零件的作用壳体的作用，待查1.2零件的工艺分析零件有2个加工面他们相互之间没有任何位置度要求。1：以32外圆和25外圆为基准的加工面，这组加工面包括各个端面，和16，12的内孔。2：以16，12的内孔为基准的加工面，这组加工面包括宽10mm的槽，和M6的孔二. 工艺规程设计 2.1确定毛坯的制造形式零件材料为HT200，考虑到拖拉机运行时经常需要挂倒档以倒行或辅助转向，因此零件在工作过程中经常受到冲击性载荷，采用这种材料零件的强度也能保证。由于零件成批生产，而且零件的轮廓尺寸不大，选用砂型铸造，采用机械翻砂造型，铸造精度为2级，能保证铸件的尺寸要求，这从提高生产率和保证加工精度上考虑也是应该的。2.2毛坯的设计拖拉机的倒档拨叉零件材料为 HT200，硬度选用260HBS，毛坯重约1Kg。生产类型为成批生产，采用砂型铸造，机械翻砂造型，2级精度组。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的加工余量，对毛坯初步设计如下： 1. 16mm和12mm的孔 因为大孔只有16mm大，因此在铸造时不容易铸造出，因此在毛坯的设计时，不宜设计底孔。因此毛坯采用实心铸造。以确保毛坯的成功率。2. 左右各个端面 该左右各个端面粗糙度要求都不高，最高是3.2，进行一次粗铣即可满足光洁度要求。根据资料可知，选取加工余量等级为G，选取尺寸公差等级为9级。所以根据相关资料和经验可知，毛坯的余量留2mm，即符合要求。根据上述原始资料及加工工艺，确定了各加工表面的加工余量、工序尺寸，这样毛坯的尺寸就可以定下来了。2.3基面的选择粗基准选择应当满足以下要求：（1）粗基准的选择应以加工表面为粗基准。目的是为了保证加工面与不加工面的相互位置关系精度。如果工件上表面上有好几个不需加工的表面，则应选择其中与加工表面的相互位置精度要求较高的表面作为粗基准。以求壁厚均匀、外形对称、少装夹等。（2） 选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。例如：机床床身导轨面是其余量要求均匀的重要表面。因而在加工时选择导轨面作为粗基准，加工床身的底面，再以底面作为精基准加工导轨面。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留而细致的组织，以增加耐磨性。（3） 应选择加工余量最小的表面作为粗基准。这样可以保证该面有足够的加工余量。（4） 应尽可能选择平整、光洁、面积足够大的表面作为粗基准，以保证定位准确夹紧可靠。有浇口、冒口、飞边、毛刺的表面不宜选作粗基准，必要时需经初加工。（5） 粗基准应避免重复使用，因为粗基准的表面大多数是粗糙不规则的。多次使用难以保证表面间的位置精度。基准的选择是工艺规程设计中的重要工作之一，他对零件的生产是非常重要的。先选32，25外圆为粗基准。 精基准的选择精基准的选择应满足以下原则：（1）“基准重合”原则 应尽量选择加工表面的设计基准为定位基准，避免基准不重合引起的误差。（2）“基准统一”原则 尽可能在多数工序中采用同一组精基准定位，以保证各表面的位置精度，避免因基准变换产生的误差，简化夹具设计与制造。（3）“自为基准”原则 某些精加工和光整加工工序要求加工余量小而均匀，应选择该加工表面本身为精基准，该表面与其他表面之间的位置精度由先行工序保证。（4）“互为基准”原则 当两个表面相互位置精度及自身尺寸、形状精度都要求较高时，可采用“互为基准”方法，反复加工。（5）所选的精基准 应能保证定位准确、夹紧可靠、夹具简单、操作方便。主要考虑精基准重合的问题，当设计基准与工序基准不重合的时候，应该进行尺寸换算，这在以后还要进行专门的计算，在此不再重复 2.4制定工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能得到合理的保证。在生产纲领已确定为成批生产的条件下，可以考虑采用万能型机床配以专用夹具，并尽量使工序集中在提高生产率。除此以外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量降下来。 制定以下两种工艺方案：方案一工序：铸造工序：时效处理工序：铣32左端面工序：铣25，R13左端面工序：铣25右端面工序：铣32和R13右端面工序：钻，扩，绞16H8的孔工序：钻，扩，绞12H8的孔工序：铣32和R13右端面。工序X：铣宽10mm的槽工序XI：钻孔攻丝M6工序XII 质检工序XIII：入库方案二工序：铸造工序：时效处理工序：铣32左端面工序：铣25，R13左端面工序：铣25右端面工序：铣32和R13右端面工序：钻，扩，绞16H8的孔工序：钻，扩，绞12H8的孔工序：铣宽10mm的槽工序X：钻孔攻丝M6工序XI：质检工序XII：入库：工艺方案一和方案二的区别在于方案一把钻，扩，绞16和12孔后又增加了一道铣32和R13右端面的夹具设计，因为32和R13端面相对于基准A的跳动为0.03，因此在钻完孔后增加此道工序，能很好地保证32和R13相对于基准A的位置精度，而方案二，因为最终的铣32和R13的面不是以A为基准的，综合考虑我们选择方案一，具体的加工路线如下工序：铸造工序：时效处理工序：铣32左端面工序：铣25，R13左端面工序：铣25右端面工序：铣32和R13右端面工序：钻，扩，绞16H8的孔工序：钻，扩，绞12H8的孔工序：铣32和R13右端面。工序X：铣宽10mm的槽工序XI：钻孔攻丝M6工序XII 质检工序XIII：入库2.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定C6163零件材料为HT200 生产类型为大批量生产，采用砂型机铸造毛坯。1、 不加工表面毛坯尺寸不加工表面毛坯按照零件图给定尺寸为自由度公差，由铸造可直接获得。2、 C6163的各个端面由于C6163各个端面粗糙度要求不高，要与其他接触面接触，同时又是32孔的中心线的基准。粗糙度要求为6.3，查相关资料知余量留2.5比较合适。3、C6163的孔毛坯为实心，铸造出孔。孔的精度要求介于IT7IT8之间，参照参数文献，确定工艺尺寸余量为16孔钻孔15扩孔15，85绞孔16H812孔钻 孔11扩孔11.85绞孔12H82.6 确定切削用量及基本工时工序：铣32端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量1） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成2） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取3） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序II：铣上25和R13端面工步一：铣25端面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量4） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则5） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取6） 计算工时切削工时：l=25 ，则机动工时为工步二:铣R13的面1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量7） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则8） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取9） 计算工时切削工时：l=33 ，则机动工时为工序五和工序6的加工工时及 计算如上。在此不再累述。工序VI钻，扩，绞16mm的孔钻，扩，绞16孔工步一钻孔至15确定进给量：根据参考文献表2-7，当钢的，时，。由于本零件在加工14孔时属于低刚度零件，故进给量应乘以系数0.75，则根据Z525机床说明书，现取切削速度：根据参考文献表2-13及表2-14，查得切削速度所以 根据机床说明书，取，故实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步二：扩孔利用钻头将孔扩大至，根据有关手册规定，扩钻的切削用量可根据钻孔的切削用量选取根据机床说明书，选取则主轴转速为，并按车床说明书取，实际切削速度为切削工时：，则机动工时为工步3：铰孔根据参考文献表2-25，得查参考文献表4.2-2，按机床实际进给量和实际转速，取，实际切削速度。切削工时：，则机动工时为工序VIII：钻，扩，绞12H8的孔钻孔：选择高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.56） 由切削表2.7和工艺表4.216查得 （切削表2.15） 按机床选取 基本工时： 扩孔：选择高速钢锥柄机用铰刀（工艺表3.117） ，按机床选取（工艺表4215） （工艺表4.216） 基本工时：绞孔：选择高速钢锥柄机用铰刀（工艺表3.117） 由切削表2.24查得， （工艺表4216） 按机床选取 基本工时：工序IX：铣32和R13右端面工步一：1. 选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量10） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成11） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取750当750r/min时按机床标准选取12） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序X：铣10mm的槽，立式铣床X51选择刀具刀具选取高速钢圆柱铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量13） 决定铣削深度 因为加工余量不大，故可在一次走刀内铣完，则14） 决定每次进给量及切削速度 根据X62型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取1450当1450r/min时按机床标准选取15） 计算工时切削工时：3 ，则机动工时为工序XI：铣14x15的面选择刀具刀具选取不重磨损硬质合金套式面铣刀，刀片采用YG8,，。2. 决定铣削用量16） 决定铣削深度 因为加工余量不大，一次加工完成17） 决定每次进给量及切削速度 根据X51型铣床说明书，其功率为为7.5kw，中等系统刚度。根据表查出 ，则按机床标准选取975当950r/min时按机床标准选取18） 计算工时切削工时：，则机动工时为工序XII的切削用量及基本工时的确定：钻底孔，攻螺纹M6mm。钻M6螺纹底孔： 选用高速钢锥柄麻花钻（工艺表3.16） 由切削表2.7和工艺表4.216查得 （切削表2.15） 按机床选取 基本工时：t= 攻螺纹M6mm： 选择M10mm高速钢机用丝锥 等于工件螺纹的螺距，即 按机床选取 基本工时：基本工时：t= 三、 夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用夹具。由指导老师的分配，决定设计第八道工序的钻，扩，绞，孔的钻床夹具。钻12孔夹具的设计3.1问题的提出 本夹具主要用于钻12孔，精度要求不高，和其他面没有任何位置度要求，为此，只考虑如何提高生产效率上，精度则不予考虑，。3.2定位基准的选择（1）如何选择定位基准。定位基准的选择，应尽量使工件的定位基准与工序基准重合；尽量用精基准作为定位基准；遵循基准统一原则；应使工件安装稳点，加工中引起的变形最小；应使工件定位方便，夹紧可靠。（2）定位符号和夹紧符号的标注。在选定定位基准及确定了夹紧力的方向和作用点后，应在工序图上标注定位符号和夹紧符号。（3）对定位元件的基本要求。足够的精度、足够的强度和刚度、耐磨性好、工艺性好、便于清理切削本道工序加工12孔，精度不高，因此我们采用已加工 好的16孔定位，同时配以定位挡销定位。3.3定位元件的设计定位方式和定位元件的选择包括的结构、形状、尺寸及布置形式等，主要取决于工件的加工要求、工件定位基准和外力的作用状况等因素。（1）工件以平面定位。工件以平面作为定位基准时，所用定位元件一般分为主要支承和辅助支承两类。主要支承用来限制工件的自由度，具有独立定位作用。辅助支承用来加强工件的支承刚性，不起限制工件自由度的作用。（2）工件以圆孔定位。工件以圆孔为定位基准，这种定位方式所用的定位元件有圆柱定位销、定位心轴和圆锥定位销。定位元件的设计心轴定位16孔限制工件的5个自由度心轴结构如下心轴的右端靠3个螺钉通过3个沉头孔和夹具体固定到一起，然后采用一个挡销定位限制工件最后一个旋转方向的自由度。3.4切削力和夹紧力的计算分析由于本道工序主要完成工艺孔的钻、扩、铰加工，而钻削力远远大于扩和铰的切削力。因此切削力应以钻削力为准。由切削手册得：钻削力 式（4-1）钻削力矩 式（4-2）式中： 代入公式（4-1）和（4-2）得 本道工序加工工艺孔时，夹紧力方向与钻削力方向相同。因此进行夹紧立计算无太大意义。只需定位夹紧部件的销钉强度、刚度适当即能满足加工要求。3.5定位误差分析：影响加工精度的其他因素综合称为加工方法误差 、夹具误差、加工总误差。（1）定位误差。此工件的定位误差为，工件定位孔与定位心轴的最大配合间隙。工件定位孔的尺寸为30H7（mm），定位心轴的尺寸为30g6（mm）。=（2）对刀误差。因为刀具相对于刀或导向元件的位置不精确而造成的加工误差，称为对刀误差。钻套导向孔的尺寸为10F7（mm），钻头尺寸为10h9（mm）。对刀误差为钻头与导向孔的最大间隙=（3）夹具的安装误差。因夹具在机床上安装不精确而造成的加工误差，称为夹具的安装误差。因为安装基面为平面，所以安装误差，为0.（4）夹具误差。因夹具上定位元件、对刀或导向元件、分度装置及安装基准之间的位置而造成的加工误差，称为夹具误差。该夹具的夹具误差为=0.03mm。（5）加工方法误差。因机床精度、刀具精度、刀具与机床的位置精度、工艺系统的受力变形和热变形等因素造成的加工误差，统称为加工方法误差。根据经验=/3。（6）根据在夹具加工时，总加工误差为上述各项误差之和=0.0798mm保证工件加工精度的条件是：=，所以加工总误差应小于工件尺寸公差。为了保证夹具的使用寿命，防止夹具过早报废，在分析计算工件加工精度时，需要留出一定的精度储备量。所以将上式改写为或-0当JC0时，夹具能满足工件的加工要求。JC值的大小还表示了夹具使用寿命的长短和夹具总图上各项公差值确定得是否合理。因为-=0.02.20所以该 夹具能保证加工3.6钻床夹具设计及操作的简要说明如前所示，在设计夹具中，应该注意提高劳动生产率，为了方便工件定位和夹紧，我们采用一心轴定位已加工好的12内孔，为了能快速的定位和 夹紧，我们采用开口垫圈我们需要装工件的时间只需要把工件放到心轴上，然后旋转工件使侧边靠上挡销，定位好工件，然后旋转螺母压紧开口垫圈并夹紧工件，当需要卸下工件时，我们通过扳手旋转螺母使螺母和开口垫圈松开，从而抽出开口垫圈即可取出工件，装夹下一个工件。总体来说这套夹紧我还是比较满意的。适合于批量生产总 结课程是大学学习中最重要的一门科目，它要求我们把大学里学到的所有知识系统的组织起来，进行理论联系实际的总体考虑，需把金属切削原理及刀具、机床概论、公差与配合、机械加工质量、机床夹具设计、机械制造工艺学等专业知识有机的结合起来。同时也培养了自己的自学与创新能力。因此本次设计综合性和实践性强、涉及知识面广。所以在设计中既了解了基本概念、基本理论，又注意了生产实践的需要，将各种理论与生产实践相结合，来完成本次设计。 在这次课程设计中培养了自己自学的能力，学会了翻阅资料、查找国家标准。从资料书中了解了许多工艺设计知识。回想起这学期的经历，用一句话就是忙碌并快乐着。遇到困难的做不出来的时候真的是很痛苦，而当做了很久终于做出来的时候又有一种快乐的感觉。其中的艰辛和满足只有亲自经历了才能体验到，从刚拿到题目的迷茫，到设计过程中一点点的明了，再到迷茫，再到最终的结果，确实让自己学到了许多东西，不光是对专业知识的复习和巩固，更重要的是在这个设计过程中让自己学会了面对困难时不要退缩的精神，很多问题只要再坚持一点点就可以解决的。设计中体会到了我们学机械的思维必须缜密，考虑问题必须周全。当然在本次课程设计中也找到了自己的不足，很多以前学过的专业知识都感到很陌生了，不得不再去补习，重新复习一遍。课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,更是在学完大学所学的所有专业课及生产实习的一次理论与实践相结合的综合训练。这次设计虽然只有三个月时间，但在这三个月时间中使我对这次课程设计有了很深的体会。 这次毕业设计使我以前所掌握的关于零件加工方面有了更加系统化和深入合理化的掌握。比如参数的确定、计算、材料的选取、加工方式的选取、刀具选择、量具选择等； 也培养了自己综合运用设计与工艺等方面的知识； 以及自己独立思考能力和创新能力得到更进一步的锻炼与提高；再次体会到理论与实践相结合时，理论与实践也存在差异。回
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